13.3 电磁感应现象及应用 同步训练（含详解）-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

13.3电磁感应现象及应用一、选择题（共14题）1．备受瞩目的国家自然科学奖一等奖，颁给了中国科学技术大学潘建伟院士领衔的“多光子纠缠及干涉度量”项目，在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献．关于科学家的贡献和研究方法，下列说法正确的是A．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值C．奥斯特发现了电流的磁效应.并发现了电磁感应现象D．“点电荷”、“总电阻”、“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法2．关于科学研究方法，以下说法不正确的是（）A．利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，使用了微元法B．在探究加速度与力、质量三者关系的实验中，应用了控制变量法C．电场力做功可以与重力做功类比，两种力做功都与路径无关D．法拉第在研究电磁感应现象时，利用了理想实验的方法3．下列情况中不能产生感应电流的是（

）A．在甲图中导体AB在垂直于磁感线反向运动B．在乙图中，条形磁铁插入和离开磁场的过程C．在乙图中，磁铁静止在线圈中D．在丙图中，打开和闭合开关的时候4．下列现象中属于电磁感应现象的是（）A．磁场对电流产生力的作用B．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化C．变化的磁场使闭合电路中产生电流D．电流周围产生磁场5．下列说法正确的是（）A．楞次发现了电磁感应现象B．库仑认为电荷周围存在电场，并提出用电场线描述电场C．法拉第最早通过实验发现了电流的周围存在磁场D．密立根最早较精确地测出了元电荷e的数值6．2016年10月19日，航天员景海鹏、陈冬顺利进入天宫二号．在天宫二号内，下列实验不能进行的是A．用弹簧秤验证平行四边形定则B．用伏安法测干电池电动势和内阻C．用自由落体运动研究动能与重力势能转化的规律D．用磁铁、线圈、灵敏电流计等探究感应电流产生条件7．科学发现或发明是社会进步的强大推动力，青年人应当崇尚科学。关于电磁学发展过程，下列说法不正确的是（）A．法拉第发现了电磁感应现象B．奥斯特发现了电流磁效应C．洛伦兹发现了电荷间的相互作用力D．安培提出了分子电流假说8．如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，基本原理是当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下图中实验可运用金属探测器相同的物理规律解释的是（） B． C． D．9．下列说法正确的是（）A．牛顿发现电荷间相互作用力的规律B．楞次发现通电导线在磁场中受力的规律C．奥斯特发现了电流的磁效应D．安培发现了电磁感应现象10．下面所示的四个实验，能说明发电机工作原理的是（）A． B． C． D．11．下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是A． B．C． D．12．如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为(

)A． B． C． D．13．某一实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中电流I和时间t的关系如图所示的A、B、C、D四种情况．在t1～t2这段时间内，能在线圈B中观察到感应电流的是（）A． B． C． D．14．如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B的倒数随时间t变化关系的图象是（）A． B．C． D．二、填空题15．如图所示，圆形线圈P的正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图所示，则在______和______时间内，线圈P中有感应电流.16．瑞士物理学家科拉顿曾设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验。但他没有发现电磁感应现象,原因是______________________________________.17．如图所示，一条形磁铁分别插入线圈A和线圈B时，线圈中能产生感应电流的是线圈____（选填“A”“B”或“A、B”）；当条形磁铁插入线圈A中不动时，线圈中_____（选填“有”或“无”）感应电流产生.18．在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是___________；图（3）中电流计的指针从中央向___________偏转。三、综合题19．如图所示，一闭合金属环从条形磁铁的左端N极附近穿过条形磁铁到达S极附近过程中，金属环中磁通量怎么变，金属环中有无感应电流？20．在家庭电路中，为了安全，一般都会在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器。如图所示，其原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成。当漏电保护器的ab端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当ab端一旦有电压时，脱扣开关立即断开，切断电路以起保护作用。（1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压？为什么？（2）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？21．我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示。（，）（1）该过程中磁通量的变化量的大小是多少？（2）该过程导线框中有无感应电流？写出判断理由。22．如图所示，通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线圈的对称轴线重合。当直导线MN中电流增大时，穿过线圈abcd的磁通量是否变化?线圈中是否有感应电流?请判断并说出理由。参考答案：1．A【详解】法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，选项A正确；库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，选项C错误；“点电荷”是理想模型法，“电场强度”是比值定义法，故D错误；故选A.2．D【详解】A．速度一时间图像推导匀变速直线运动的位移公式时，取很短时间，则当作匀速直线运动，从而从通过“微元”分析整体，使用了微元法，故A不符合题意；B．在探究加速度与力、质量三者关系的实验中，应用了控制变量法，控制其中一个量不变，确定另外两个量的关系，故B不符合题意；C．电场力做功可以与重力做功类比，两种力做功都与路径无关，故C不符合题意；D．法拉第在研究电磁感应现象时，利用了实验来研究的方法，而不是理想实验法。故D符合题意。故选D。3．C【详解】A．在甲图中导体AB在垂直于磁感线反向运动，切割磁感线，能产生感应电流，不符合题意，故A错误；B．在乙图中，条形磁铁插入和离开磁场的过程，磁通量变化，能产生感应电流，不符合题意，故B错误；C．在乙图中，磁铁静止在线圈中，磁通量不变，不能产生感应电流，符合题意，故C正确；D．在丙图中，打开和闭合开关的时候，电流变化导致电流产生的磁场变化，从而副线圈中的磁通量变化，能产生感应电流，不符合题意，故D错误。故选C。4．C【详解】A．磁场对电流产生力的作用属于电流在磁场中受力，故A不符合题意；B．软铁棒可被磁场磁化而带磁性属于铁磁性物质的磁化过程，故B不符合题意；C．变化的磁场使闭合电路中产生电流是因磁通量的变化，从而产生感应电动势，形成感应电流的现象，属于电磁感应现象，故C符合题意；D．电流的周围能产生磁场属于电流的磁效应，故D不符合题意。故选C。5．D【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，A错误；B．法拉第认为电荷周围存在电场，并提出用电场线描述电场，B错误；C．奥斯特最早通过实验发现了电流的周围存在磁场，C错误；D．密立根最早较精确地测出了元电荷e的数值，D正确。故选D。6．C【详解】A．用弹簧秤验证平行四边形定则与重力无关，故可以进行，故A不符合题意；B．用伏安法测干电池电动势和内阻与重力无关，可以进行，故B不符合题意；C．用自由落体运动研究动能与重力势能转化的规律时，与物体的重力有关，故C不能进行，符合题意．D．磁铁、线圈、灵敏电流计与重力无关，故用磁铁、线圈、灵敏电流计等探究感应电流产生的条件时可以进行．故D不符合题意．本题选择不能进行的，故选C。7．C【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，选项A正确，不符合题意；B．奥斯特发现了电流磁效应，选项B正确，不符合题意；C．洛伦兹发现了带电粒子在磁场中的相互作用力，选项C错误，符合题意；D．安培提出了分子电流假说，选项D正确，不符合题意。故选C。8．B【详解】金属探测器是利用电磁感应原理工作的A．是磁场对电流的作用，不是电磁感应现象，A错误；B．是导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，B正确；C．是电流的磁效应，不是电磁感应现象，C错误；D．是磁场对电流的作用，不是电磁感应现象，D错误。故选B。9．C【详解】A．库伦发现电荷间相互作用力的规律，选项A错误；B．安培发现通电导线在磁场中受力的规律，选项B错误；C．奥斯特发现了电流的磁效应，选项C正确；D．法拉第发现了电磁感应现象，选项D错误。故选C。10．A【详解】A、导体棒ab在切割磁感线的过程中，闭合回路中的磁通量发生变化，从而道理感应电流；这就是发电机的原理；故A正确；B、小磁针在导线的磁场中受力而转动，这是电流的磁效应；故B错误；CD、由图可知，两图中均为通过导线在磁场中受力运动的实验；这是电动机的基本原理；故CD错误；故选A．11．A【详解】A．电键S闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流，故A符合题意；B．磁铁向铝环A靠近，穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流．故B不符合题意；C．金属框从A向B运动，穿过线圈的磁通量时刻在变化，线圈产生感应电流，故C不符合题意；D．铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，产生感应电流，故D不符合题意．12．B【详解】如图所示，从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域，线框中的磁通量就不再发生变化，故线圈中没有感应电流的距离为d-l；因导线框做匀速运动，故不产生感应电流的时间；故选B.13．ACD【详解】由图示可知，通过P的电流发生变化，电流产生的磁感应强度发生变化，穿过Q的磁通量发生变化，产生感应电流，故ACD正确；由图示可知，P中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过Q的磁通量不变，不产生感应电流，故B错误.14．ABD【详解】本题可采用逆向思维方式，若使通过闭合回路的磁通量不发生变化时，则棒ab中将不产生感应电流，设金属杆ab长为L，金属杆ab距离MP的距离为l1，棒的质量为m，则有，根据若无感应电流产生，即有则所以即随着时间增加，是增大的，且增大的速度越来越快，且为非线性关系时，ab中无感应电流产生，反之，则有感应电流产生，结合选项图像，故选ABD。15．

【详解】Q中通有变化的电流时，Q产生的磁场才发生变化，P中才会有感应电流，故由感应电流的时间段为和。16．当他到另一房间观察“灵敏电流计”时，产生电流的线圈所处的磁场强度已不在发生变化，线圈中也没有感应电流产生【详解】将磁铁放入线圈的过程中，由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象从而可以在电路中产生电流；因电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动，但当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转。17．

A

无【详解】A为闭合回路且磁通量发生了变化，故A中由感应电流；B不是闭合回路，故没有感应电流。18．

向下插入

右【详解】图（1）可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏；图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律知，条形磁铁S向下插入；图（3）当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律可知，感应电流方向逆时针，则指针向右偏。19．有感应电流.【详解】线圈穿过的过程中，磁通量先减小后增大，故线圈中有感应电流。20．没有；会断开【详解】（1）由于火线和零线采用双线绕法，当用户用电正常时，P线圈内部的磁通量变化率为零，在ab线圈中不会产生感应电动势，所以ab线圈两端没有电压，脱扣开关闭合。（2）如果有人站在地面上，手误触火线而触电，零线或者火线中有一